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PHP擴充套件開發-08-陣列的使用以及HashTable簡介

1      陣列

本節我們講一下php的陣列,在php中,陣列使用HashTable實現的。本節中我們先詳細的介紹一下HashTable,然後再講講如何使用HastTable

1.1     變長結構體

所謂的變長結構體,其實是我們C語言結構體的一種特殊用法,並沒有什麼新奇之處。我們先來看一下變長結構體的一種通用定義方法。

typedef struct bucket {

    int n;

    char key[30];

    char value[1];

} Bucket;

我們定義了一個結構體Bucket,我們希望用這個結構體存放學生的個人簡介。其中key用來存在學生的姓名,value用來存放學生的簡介。大家可能很好奇,我們的value聲明瞭長度為1. 1個char能存多少資訊呀?

         其實,對於變長結構體,我們在使用的使用不能直接定義變數,例如:Bucket bucket; 您要是這樣使用,value肯定儲存不了多少資訊。對於變長結構體,我們在使用的時候需要先宣告一個變長結構體的指標,然後通過malloc函式分配函式空間,我們需要用到的空間長度是多少,我們就可以malloc多少。通用的使用方法如下:

Bucket* pBucket;

pBucket = malloc(sizeof(Bucket)+ n *sizeof(char));

其中n就是你要使用value的長度。如果這樣使用的話,value指向的字串不久變長了嗎!

1.2     Hashtable簡介

我們先看一下HashTable的定義

struct _hashtable;

typedef struct bucket {

    ulong h;//當元素是數字索引時使用

    uint nKeyLength;//當使用字串索引時,這個變量表示索引的長度,索引(字串)儲存在最後一個元素aKey

    void *pData;//用來指向儲存的資料,如果儲存的資料是指標的話,pDataPtr就指向這個資料,pData指向pDataPtr

    void *pDataPtr;

    struct bucket *pListNext;//上一個元素

    struct bucket *pListLast;

//下一個元素

    struct bucket *pNext;//指向下一個bucket的指標

    struct bucket *pLast;//指向上一個bucket的指標

    char arKey[1];//必須放在最後,主要是為了實現變長結構體

} Bucket;

typedef struct _hashtable {

    uint nTableSize;             //雜湊表的大小

    uint nTableMask;             //數值上等於nTableSize- 1

    uint nNumOfElements;         //記錄了當前HashTable中儲存的記錄數

    ulong nNextFreeElement;      //指向下一個空閒的Bucket

    Bucket *pInternalPointer;   //這個變數用於陣列反轉

    Bucket *pListHead;           //指向Bucket的頭

    Bucket *pListTail;           //指向Bucket的尾

    Bucket **arBuckets;

    dtor_func_t pDestructor;     //函式指標,陣列增刪改查時自動呼叫,用於某些清理操作

    zend_bool persistent;         //是否持久

    unsigned char nApplyCount;

    zend_bool bApplyProtection//nApplyCount一起起作用,防止陣列遍歷時無限遞迴

#if ZEND_DEBUG

    int inconsistent;

#endif

} HashTable;

希望大家能好好看看上面的定義,有些東西我將出來反而會說不明白,不如大家看看程式碼淺顯明瞭。PHP的陣列,其實是一個帶有頭結點的雙向連結串列,其中HashTable是頭,Bucket儲存具體的結點資訊。

1.3     HashTable內部函式分析

1.3.1    巨集HASH_PROTECT_RECURSION

#defineHASH_PROTECT_RECURSION(ht)                                                     \

    if ((ht)->bApplyProtection) {                                                       \

        if ((ht)->nApplyCount++ >= 3){                                                \

            zend_error(E_ERROR, "Nestinglevel too deep - recursive dependency?"); \

        }                                                                               \

    }

這個巨集主要用來防止迴圈引用。

1.3.2    巨集ZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE

#defineZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE(ht)            \

    if ((ht)->nNumOfElements >(ht)->nTableSize) {  \

        zend_hash_do_resize(ht);                    \

    }

         這個巨集的作用是檢查目前HashTable中的元素個數是否大於了總的HashTable的大小,如果個數大於了HashTable的大小,那麼我們就重新分配空間。我們看一下zend_hash_do_resize

static int zend_hash_do_resize(HashTable*ht)

{

    Bucket **t;

    IS_CONSISTENT(ht);

    if ((ht->nTableSize<<1)>0){   /* Let's double the table size */

        t = (Bucket**) perealloc_recoverable(ht->arBuckets,

(ht->nTableSize<<1)* sizeof(Bucket*), ht->persistent);

        if (t){

            HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS();

            ht->arBuckets = t;

            ht->nTableSize = (ht->nTableSize<<1);

            ht->nTableMask = ht->nTableSize-1;

            zend_hash_rehash(ht);

            HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS();

            return SUCCESS;

        }

        return FAILURE;

    }

    return SUCCESS;

}  

         從上面的程式碼中我們可以看出,HashTable在分配空間的時候,新分配的空間等於原有空間的2倍。

1.3.3    函式 _zend_hash_init

這個函式是用來初始化HashTable的,我們先看一下程式碼:

ZEND_API int _zend_hash_init(HashTable*ht, uint nSize, hash_func_t pHashFunction, dtor_func_t pDestructor, zend_bool persistent ZEND_FILE_LINE_DC)

{

    uint i = 3; //HashTable的大小預設無23次方

    Bucket **tmp;

    SET_INCONSISTENT(HT_OK);

    if (nSize>=0x80000000){

        ht->nTableSize = 0x80000000;

    } else{

        while ((1U << i)< nSize){

            i++;

        }

        ht->nTableSize = 1 << i;

    }

    ht->nTableMask = ht->nTableSize-1;

    ht->pDestructor = pDestructor;

    ht->arBuckets =NULL;

    ht->pListHead =NULL;

    ht->pListTail =NULL;

    ht->nNumOfElements = 0;

    ht->nNextFreeElement = 0;

    ht->pInternalPointer = NULL;

    ht->persistent = persistent;

    ht->nApplyCount =0;

    ht->bApplyProtection = 1;

    /* Uses ecalloc() so that Bucket* == NULL */

    if (persistent){

        tmp = (Bucket **) calloc(ht->nTableSize,sizeof(Bucket*));

        if (!tmp){

            return FAILURE;

        }

        ht->arBuckets = tmp;

    } else{

        tmp = (Bucket **) ecalloc_rel(ht->nTableSize,sizeof(Bucket*));

        if (tmp){

            ht->arBuckets = tmp;

        }

    }

    return SUCCESS;

}

可以看出,HashTable的大小被初始化為2的n次方,另外我們看到有兩種記憶體方式,一種是calloc,一種是ecalloc_rel,這兩中記憶體分配方式我們細講了,有興趣的話大家可以自己查一查。

1.3.4    函式_zend_hash_add_or_update

這個函式向HashTable中新增或者修改元素資訊

ZEND_API int _zend_hash_add_or_update(HashTable*ht,constchar *arKey, uint nKeyLength,void*pData, uint nDataSize,void**pDest,int flag ZEND_FILE_LINE_DC)

{

    ulong h;

    uint nIndex;

    Bucket *p;

    IS_CONSISTENT(ht);

    if (nKeyLength<=0){

#if ZEND_DEBUG

        ZEND_PUTS("zend_hash_update: Can't put inempty key\n");

#endif

        return FAILURE;

    }

    h = zend_inline_hash_func(arKey, nKeyLength);

    nIndex = h & ht->nTableMask;

    p = ht->arBuckets[nIndex];

    while (p!=NULL){

        if ((p->h== h)&&(p->nKeyLength== nKeyLength)){

            if (!memcmp(p->arKey, arKey, nKeyLength)){

                if (flag & HASH_ADD){

                    return FAILURE;

                }

                HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS();

#if ZEND_DEBUG

                if (p->pData == pData){

                    ZEND_PUTS("Fatal error in zend_hash_update:p->pData == pData\n");

                    HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS();

                    return FAILURE;

                }

#endif

                if (ht->pDestructor){

                    ht->pDestructor(p->pData);

                }

                UPDATE_DATA(ht, p, pData, nDataSize);

                if (pDest) {

                    *pDest = p->pData;

                }

                HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS();

                return SUCCESS;

            }

        }

        p = p->pNext;

    }

    p = (Bucket*) pemalloc(sizeof(Bucket)-1 + nKeyLength, ht->persistent);

    if (!p){

        return FAILURE;

    }

    memcpy(p->arKey, arKey, nKeyLength);

    p->nKeyLength = nKeyLength;

    INIT_DATA(ht, p, pData, nDataSize);

    p->h = h;

    CONNECT_TO_BUCKET_DLLIST(p, ht->arBuckets[nIndex]);

    if (pDest){

        *pDest = p->pData;

    }

    HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS();

    CONNECT_TO_GLOBAL_DLLIST(p, ht);

    ht->arBuckets[nIndex]= p;

    HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS();

    ht->nNumOfElements++;

    ZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE(ht);       /* If the Hash table is full, resize it */

    return SUCCESS;

}

1.3.5    巨集CONNECT_TO_BUCKET_DLLIST

#define CONNECT_TO_BUCKET_DLLIST(element, list_head)        \

    (element)->pNext= (list_head);                         \

    (element)->pLast= NULL;                                \

    if((element)->pNext) {                                 \

        (element)->pNext->pLast =(element);                \

    }

這個巨集是將bucket加入到bucket連結串列中

1.3.6    其他函式或者巨集定義

我們只是簡單的介紹一下HashTable,如果你想細緻的瞭解HashTable的話,建議您看看php的原始碼,關於HashTable的程式碼在Zend/zend_hash.h 和Zend/zend_hash.c中。

zend_hash_add_empty_element 給函式增加一個空元素

zend_hash_del_key_or_index 根據索引刪除元素

zend_hash_reverse_apply反向遍歷HashTable

zend_hash_copy拷貝

_zend_hash_merge合併

zend_hash_find字串索引方式查詢

zend_hash_index_find數值索引方法查詢

zend_hash_quick_find上面兩個函式的封裝

zend_hash_exists是否存在索引

zend_hash_index_exists是否存在索引

zend_hash_quick_exists上面兩個方法的封裝

1.4     C擴充套件常用HashTable函式

雖然HashTable看起來有點複雜,但是使用卻是很方便的,我們可以用下面的函式對HashTable進行初始化和賦值。

2005 年地方院校招生人數

PHP語法

C語法

意義

$arr = array()

array_init(arr);

初始化陣列

$arr[] = NULL;

add_next_index_null(arr);

$arr[] = 42;

add_next_index_long(arr, 42);

$arr[] = true;

add_next_index_bool(arr, 1);

$arr[] = 3.14;

add_next_index_double(3.14);

$arr[] = ‘foo’;

add_next_index_string(arr, “foo”, 1);

1的意思進行字串拷貝

$arr[] = $myvar;

add_next_index_zval(arr, myvar);

$arr[0] = NULL;

add_index_null(arr, 0);

$arr[1] = 42;

add_index_long(arr, 1, 42);

$arr[2] = true;

add_index_bool(arr, 2, 1);

$arr[3] = 3.14;

add_index_double(arr, 3, 3,14);

$arr[4] = ‘foo’;

add_index_string(arr, 4, “foo”, 1);

$arr[5] = $myvar;

add_index_zval(arr, 5, myvar);

$arr[“abc”] = NULL;

add_assoc_null(arr, “abc”);

$arr[“def”] = 711;

add_assoc_long(arr, “def”, 711);

$arr[“ghi”] = true;

add_assoc_bool(arr, ghi”, 1);

$arr[“jkl”] = 1.44;

add_assoc_double(arr, “jkl”, 1.44);

$arr[“mno”] = ‘baz’;

add_assoc_string(arr, “mno”, “baz”, 1);

$arr[‘pqr’] = $myvar;

add_assoc_zval(arr, “pqr”, myvar);

1.5     任務和實驗

說了這麼多,我們實驗一下。

任務:返回一個數組,陣列中的資料如下:

Array

(

   [0] => for test

   [42] => 123

   [for test. for test.] => 1

   [array] => Array

       (

           [0] => 3.34

       )

)

程式碼實現:

PHP_FUNCTION(test)

{

    zval* t;

    array_init(return_value);

    add_next_index_string(return_value,"for test",1);

    add_index_long(return_value,42,123);

    add_assoc_double(return_value,"for test. for test.",1.0);

    ALLOC_INIT_ZVAL(t);

    array_init(t);

    add_next_index_double(t,3.34);

    add_assoc_zval(return_value,"array", t);

}

很簡單吧,還記得return_value嗎?

呵呵,有問題聯絡我吧。不多說了 iamnew<[email protected]>或者QQ947847775

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